基于形状分析的植物建模与快速绘制

植物是虚拟场景和数字农林业的必要对象，植物形态和生长过程的复杂性决定了植物建模的难度，特别是真实植物的建模。本项目根据植物场景构建的真实性和绘制的高效性两个需要，基于植物结构知识和形状分析技术，在学科发展分析和工作积累基础上，提出了三类基本研究问题：基于形状分析的真实植物模型构建，计算机硬件支持的植物模型连续多分辨率表示，并把这些技术用于植物场景的快速绘制和漫游。主要研究内容有：植物形态数据处理和分析、植物几何特征的计算、植物形态模型和功能模型的构造、复杂植物场景的快速绘制。技术创新在于分支结构遮挡缺失信息的有效补充、枝干半径信息求取、树冠轮廓曲面求取、基于相机标定的植物整体快速建模、几何模型与纹理模型切换中的误差控制、枝干多分辨表示和绘制方法、基于GPU 的植物场景简化模型快速抽取和快速绘制。技术难点在于离散数据的识别、分支结构遮挡缺失信息的补充、模型压缩程度与细节的兼顾。

植物是自然、人文环境和数字农林业的必要对象，植物形态的精细性和生长过程的复杂性决定了植物重建、建模和绘制的难度。本项目面向植物场景构建的真实性和绘制的高效性两个需要，基于植物结构、功能和形状知识，解决了以下研究问题：复杂外形的三维形状分析、真实植物的模型重建和建模、硬件支持的植物模型连续多分辨率表示，以及大规模植物场景的快速绘制和漫游。. 项目按原计划执行。围绕这些话题，共发表和录用论文34篇，其中9篇在国际期刊上发表（含录用），22篇在国际会议上发表。这些论文中，7篇在SCI期刊、6篇论文在ACM SIGGRAPH ASIA发表 ，29篇被EI检索。获得授权发明专利12项，公开发明专利3项，申请中的发明专利4项（有申请号）。获得授权软件著作权7个。资助和培养国内博士后2名、博士生8人、硕士生6人。另外，在ACM出版社出版编著一部，2012年获得中国专利优秀奖一次。